1、200T水處理型全自動過濾器設計說明書學生：魯家勇，機電與建筑工程學院指導老師：宋玉明，江漢大學機電與建筑工程學院1、 課題來源 改革開放以來，隨著我國經濟的不斷發展，生活水平和工業生產強度不斷提高，水需求量也隨之急劇增長，城市水污染及水供需矛盾日益突出，已經嚴重制約了城市經濟的發展，并對城市居民的生活造成一定的影響。同時,由于資金、技術等因素的限制,城市污水處理率仍然很低。在這樣的大環境下，城市污水處理設施是現代化城市不可或缺的組成部分，建造城市污水處理廠是解決城市水污染，緩解水資源緊張問題的一條有效途徑。因此，研究新的污水處理技術,采用高效率、低能耗、運行成本低、管理維護方便的工藝是最佳方

2、案,也是所有科研人員為之奮斗的目標，使人與自然更好的相處,也可以使城市污水處理事業成為一種新興工業，為經濟發展獻一份力。 考慮到當今社會的實際情況，作為污水處理的研究方向，重點在于提高出水水質、降低能耗、減小占地面積、簡化管理方式、降低運行費用、無二次污染等。這些即是重點也是難點，需要科研人員不斷的交流努力。為此，在指導老師的引導下，我選擇了此課題。2、 過濾器的比較在人們對環境問題認識越來越充分,對水污染問題的了解也越來越清晰的同時，對污水處理方式的關注也越來越多。因此，污水過濾設備的市場前景非?？捎^，由此也發展出了各式各樣的污水處理過濾裝置。下面，分別介紹和比較下幾種主流的污水過濾器。 1

3、.自清洗過濾器設備自清洗過濾器即利用水壓自我清洗 ，同時連續過濾的過濾器,是一種利用多層不同的濾網直接攔截水中的雜質,再通過濾筒與吸污管的壓力差，產生一個吸力，形成一個吸污過程的污水處理裝置。自清洗過濾器有很多類型，可以是立式、臥式，多聯式、多單元式，內濾式、外濾式等。多聯過濾器采用多個過濾器并聯的方式，其中的某一過濾器在自清洗時，而其它的過濾器仍進行過濾;多單元指一個過濾器內具有多個濾網，濾網逐個清洗。 各類自清洗過濾器的過濾過程為同一原理，主要的區別在于自清洗方式，根據自清洗的方式可將自清洗過濾器分為三類，即吸污式、刷式(刮式)、反沖洗式。 2. 攪拌式過濾器 攪拌式過濾器主要用于含油污水

4、處理。自清洗過濾器在處理含油污水時，往往會出現反沖洗憋壓、水篩管堵塞、水質不合格等問題。這些問題主要是由于被處理水質含油較多，導致污水粘度增大，反沖洗效果不好，直接導致了出水水質不達標。攪拌式過濾器在濾罐內增加了齒狀攪拌器，在過濾器頂端增加了集油器，從而解決了濾料板結、沖洗空間不足等問題。 主要特點：攪拌式過濾器有效解決了普通自洗過濾器存在的反沖洗憋壓、水篩管堵塞、濾料板結、水質不合格等問題,保證過濾后的水質。3. 薄膜液體過濾器 在一定的壓力作用下，待處理液體通過薄膜流動，液體中的懸浮物被攔截在濾袋表面形成一層濾餅，當濾餅達到一定厚度后，控制器控制進料閥關閉，出料閥打開，罐內液體迅速流出，在

5、濾袋兩側形成壓差，使濾餅剝離。過濾器在PLC控制系統的控制下，可以實現進液、過濾、反沖和排污的連續動作。主要特點：占地面積小，安裝方便，自動化程度高，無需人工管理，能耗低，使用壽命高，過濾精度高。4.重力式過濾器 待濾液經過濾池自上而下地過濾，同時清水注入存水箱內貯存，水箱充滿后，水通過出水管進入清水池。濾層不斷攔截懸浮物，造成濾層阻力逐漸增加，從而促使虹吸管內的水位不斷升高。當水位達到虹吸輔助管管口時，水自該管中落下，通過抽氣管借以帶走虹吸下降管中的空氣，當真空度達到一定值時，便發生虹吸作用。這時水管中的水自下而上地通過濾層，對濾料進行反沖洗。當沖洗水箱水面下降至虹吸破壞管時，空氣進入虹吸管

6、，破壞虹吸作用，濾池反沖洗結束。主要特點：過濾精度高，安全自動化，能耗低，運行費用低，管理方便，無閥濾池免維護，沒有磨損。3、 本過濾器的工作原理及特點 污水由入口進入，首先經過粗濾網濾掉較大的顆粒雜質，然后經過細濾網，在過濾過程中細濾網逐漸累積在水中的雜質，形成過濾雜質層，由于雜質層累積在細濾網的內側，因此在細濾網的內外兩側形成了壓力差。當這個壓差達到預設值時，過濾器將開始自動清洗過程，并且此間不斷流。然后反沖洗閥打開，由液壓活塞釋放壓力并將水排除，液壓馬達艙和吸污器內的壓力大幅降低，因此，通過吸嘴和液壓馬達艙外端產生了一個吸污過程。當水流經過液壓馬達時，帶動吸污器進行軸向運動并旋轉，逐漸將

7、污水排除。軸身運動與旋轉運動合成螺旋運動，可將整個濾網內外表面完全清洗干凈。整個沖洗過程只需要6至10秒，反沖洗閥在沖洗結束時關閉，增加的水壓會使水力活塞回到其初始位置。過濾器開始準備下一個清洗周期，過濾后的水由出口流出。其主要特點有：體積小，安裝簡單，無需外部能源，運行可靠，維護費用低，反沖洗時不斷流，過濾精度低。4、 主要技術特點過濾溫度：0-98工作溫度：0-98過濾精度：15-300微米（粒徑）反沖洗壓力損失：0.02Mpa過濾流量：25-1200m3/h反沖洗時間：6-10秒主要構造：過濾器本體，粗細濾網，反沖洗控制器，反沖洗閥，馬達艙，過濾艙，吸污器總成，排污口，進/出連接口。五、

8、過濾器的總體設計1.過濾筒的設計 （1）過濾桶的結構設計過濾桶是整個管道系統的主體部分。從桶上引出的有5個管道： 桶底正中引出的濾后管，然后連接S2，再接上2個閥門成品出口閥和取樣閥。 桶底斜錐面引出排渣管，引出后分成2個方向，其中一個是反沖洗時使用的排渣管，上面安裝著排渣閥，另一個是循環過濾的循環管，通過流向控制閥和單向閥，使壓力過大時形成循環過濾。 桶內靠壁處裝有反沖洗管道，連接沖洗閥，之后分成2個方向，一個直接連到水泵上，另一個接上余液出口閥，其作用是在過濾余液的過程中使管道以及過濾桶的液體流出。 桶頂的一個循環管道向上連接循環視筒和循環液出口閥門，連接到循環桶底部。桶頂的另一個循環管道

9、向上連接排氣閥和壓力表，然后接到循環桶頂部，以保持過濾桶以及循環筒壓力的正常（）。（2）計算內壓筒殼體壁的厚度 已知Pg=1.6MPa 由壁厚計算公式： 其中： - 計算厚度 ；mm P- 計算壓力；Mpa - 焊接接頭系數; - 材料的許用應力;在已知設計溫度下16MnR的許用應力，在厚度為616mm時，=170Mpa 在厚度為1636mm時，=163Mpa已知焊接接頭系數 假設 圓筒內徑 D=1000mm，腐蝕裕量C=2mm；材料的許用應力=170Mpa （厚度為616時），筒體厚度計算 =1.6*1000/（2*170*0.85-1.6）=5.5mm； =5.5+2=7.5mm； 由鋼材

10、標準規格，圓整可得壁厚為10mm2. 吸污管的設計當過濾器的壓差達到預設值時，將開始自動清洗過程，清洗閥打開，清洗室及吸污器內水壓大幅度下降，通過過濾桶與吸污管的壓力差， 過濾器吸污管與清洗室之間通過吸嘴產生一個吸力，形成一個吸污過程。同時，過濾器電力馬達帶動吸污管沿軸向做螺旋運動。吸污器軸向運動與旋轉運動的結合將整個濾網內表面完全清洗干凈。吸污器是過濾器的重要部件，它是空心結構(如圖),在主體上按一定距離均布著若干個吸污管，吸污管與一個排污閥相連。吸污器按照固定的轉速做螺旋運動，來處理整個濾網表面。吸污器的主軸旋轉，因此主軸上的吸管在流體中運動受到阻力作用。每個吸污組件開口的吸附力

11、大小決定了排污運行時問及沖凈率。根據這個定量值，可以對排污時間及自清洗裝置進行優化，從而使過濾器過濾及排污達到最優效果。 4.  控制系統的設計（1） 控制系統的選擇 PLC，Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，是一種數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和 算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。 PLC技術代表了當今

12、電氣程序控制的最先進水平。通過PLC與各種單元自動化裝置以及現場總線、計算機網絡系統，構成了車間和工廠自動化的完整體系。鑒于PLC控制系統具有實時性、高可靠性等優點，信號處理時間短，速度快，系統配置簡單靈活，安裝簡單，維修方便，因此，此過濾器選用PLC的控制系統。（2）流程圖6、 結果與分析 面對著日益變少的江河湖泊以及越來越多的污染，不得不說內心非常的沉重。盡管污水處理事業已經發展了幾十年，但是與實際需求比較起來，還需要更多的改進，來更加迎合社會與時代的發展。又作為一名機械設計專業的學生，為環境事業出一份力更是自己的榮幸。 當然，我們面對的挑戰也非常嚴峻。很多國家污水處理事業已經非常發達，他們研發的產品往往能滿足各方面的要求，但是如果我們自己不用有核心技術，便只能一直處于被動地位。這樣下去容易出現“大者恒大”的現象。所以我們